JP2020102518A - Deposition method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、成膜方法に関する。 The present invention relates to a film forming method.
減圧CVD(Chemical Vapor Deposition)装置を用いてウェーハの表面に薄膜を形成する方法が知られている。
例えば特許文献1には、ウェーハを搭載したボートを、減圧CVD装置内に形成された反応炉にロードした後に、反応炉内を真空引きし、反応炉内に原料ガスを供給してウェーハの表面に薄膜を形成する方法が開示されている。
A method of forming a thin film on the surface of a wafer using a low pressure CVD (Chemical Vapor Deposition) device is known.
For example, in
発明者らは、成膜方法に関し、以下の課題を見出した。
ボートを反応炉にロードすると、反応炉内の温度が一時的に低下し、その後上昇する。反応炉内の温度が上昇すると、ボートに搭載されたウェーハは、熱膨張する。熱膨張したウェーハは、ボートと擦れ合ってパーティクルを生じる虞がある。
The inventors have found the following problems regarding the film forming method.
When the boat is loaded into the reactor, the temperature inside the reactor temporarily drops and then rises. When the temperature in the reaction furnace rises, the wafer mounted on the boat thermally expands. The thermally expanded wafer may rub against the boat to generate particles.
本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、パーティクルの発生を抑制可能な成膜方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a film forming method capable of suppressing the generation of particles.
上記目的を達成するための一態様は、減圧CVD装置が有する反応炉において、前記減圧CVD装置が有するボートに搭載されたウェーハの表面に、薄膜を形成する成膜方法であって、前記ウェーハを搭載した前記ボートを前記反応炉にロードする工程と、前記ボートがロードされた前記反応炉内の温度が安定するまで待機する工程と、温度が安定した前記反応炉を真空引きする工程と、を備える。 One mode for achieving the above object is a film forming method for forming a thin film on a surface of a wafer mounted on a boat included in the low pressure CVD apparatus in a reaction furnace included in the low pressure CVD apparatus. A step of loading the loaded boat into the reactor, a step of waiting until the temperature in the reactor loaded with the boat is stable, and a step of evacuating the reactor in which the temperature is stable, Prepare
本発明に係る成膜方法は、ウェーハを搭載したボートを反応炉にロードする工程と、ボートがロードされた反応炉内の温度が安定するまで待機する工程と、温度が安定した反応炉を真空引きする工程と、を備える。真空引きを行う前に反応炉内の温度を安定させているため、反応炉内の温度変化によってウェーハが熱膨張する際に、反応炉内の圧力が高い。そのため、ウェーハとボートとの摩擦が大きく、ウェーハが熱膨張してもウェーハとボートとの擦れ合いの発生を抑制することができる。したがって、真空引き時におけるパーティクルの発生を抑制することができる。 The film forming method according to the present invention comprises a step of loading a boat on which a wafer is loaded into a reaction furnace, a step of waiting until the temperature in the reaction furnace in which the boat is loaded is stabilized, and a vacuum of the reaction furnace in which the temperature is stable. And a pulling step. Since the temperature in the reaction furnace is stabilized before vacuuming, the pressure in the reaction furnace is high when the wafer thermally expands due to the temperature change in the reaction furnace. Therefore, the friction between the wafer and the boat is large, and even if the wafer thermally expands, it is possible to suppress the occurrence of friction between the wafer and the boat. Therefore, it is possible to suppress the generation of particles during evacuation.
本発明によれば、パーティクルの発生を抑制可能な成膜方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a film forming method capable of suppressing the generation of particles.
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。 Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments. Further, the following description and the drawings are appropriately simplified to clarify the explanation.
まず、図1を参照して、本実施の形態に係る成膜方法を実施する減圧CVD装置の構成について説明する。図1に示すように、減圧CVD装置1は、反応炉2、ヒーター3、ボート4、ガス供給管5、及び排気管6を備える。図1には、減圧CVD装置1に加えて、ウェーハ8も図示している。反応炉2は、外管2a及び内管2bを備える。なお、図1に示す矢印は、ガスの流れの方向を示す。
First, the configuration of a low pressure CVD apparatus for carrying out the film forming method according to the present embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the low
図1に示すように、反応炉2は、天井を有する筒状の構造体である。外管2aは、上下方向に延びる筒状の構造体であり、天井を有する。外管2aの下側の端は、開口端である。内管2bは、上下方向に延びる筒状の構造体であり、両端が開口端である。内管2bは、外管2aの内側に配置されている。反応炉2内は、ヒーター3を用いて温度調節される。ヒーター3が配置される位置は、反応炉2内を温度調節可能な位置であれば、特に限定されない。ヒーター3は、図1に示すように、例えば反応炉2の周囲に配置される。
As shown in FIG. 1, the
ボート4は、板状の下部と、下部の上面に形成されると共にウェーハ8を搭載可能な上部と、を備える構造体である。ボート4は、図示しない上下動機構を備えており、上下動可能である。ウェーハ8は、薄い板状の部材である。ボート4は、図1に示すように複数のウェーハ8を搭載可能であってもよいし、1のウェーハ8を搭載可能であってもよい。
The
ボート4の上部は、図1に示すように内管2bの内側に入り込むことができる。ボート4は、ボート4の上部が内管2bの内側に入り込みつつ、ボート4の下部の上面が外管2aの開口端と隙間なく接触するように、配置可能である。したがって、図1に示すようにボート4を配置すると、外管2aとボート4の下部とによって、反応炉2内を閉じた空間とすることができる。
The upper portion of the
ガス供給管5は、内管2bの内側と外部とを連通する管である。ガス供給管5は、内管2bの内側に原料ガスを導入することができる。ガス供給管5の外部側の端には、図示しないバルブ及び原料ガスタンク等が接続されている。ガス供給管5を用いて導入された原料ガスは、内管2bの内側を通って反応炉2内全体に供給される。原料ガスは、ボート4が搭載するウェーハ8の表面に化学反応によって薄膜を形成することができる。
The
詳細は後述するが、本実施の形態に係る成膜方法では、ウェーハ8の表面に薄膜を形成する前に、排気管6を介して反応炉2内を真空引きする。排気管6は、図1に示すように、外管2aと内管2bとの間隙と、外部と、を連通している。排気管6の外部側の端は、図示しない真空ポンプ等に接続されている。反応炉2内の空気や原料ガスは、排気管6に接続された真空ポンプ等を用いて排気される。
Although details will be described later, in the film forming method according to the present embodiment, the inside of the
次に、図2及び図3を参照して、本実施の形態に係る成膜方法について説明する。図2は、本実施の形態に係る成膜方法を示すフローチャートである。図3は、反応炉内の温度及び圧力を示したグラフである。 Next, the film forming method according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a flowchart showing the film forming method according to the present embodiment. FIG. 3 is a graph showing the temperature and pressure in the reaction furnace.
図2に示すように、本実施の形態に係る成膜方法は、少なくとも、ボート4を反応炉2にロードする工程(ステップS2)と、反応炉2内の温度が安定するまで待機する工程(ステップS3)と、反応炉2を真空引きする工程(ステップS4)と、を備える。本実施の形態に係る成膜方法は、さらに、ボート4にウェーハ8を搭載する工程(ステップS1)、反応炉2内の圧力が安定するまで待機する工程(ステップS5)、及びウェーハ8の表面に薄膜を形成する工程(ステップS6)等の各工程を備えていてもよいものとする。
As shown in FIG. 2, in the film forming method according to the present embodiment, at least a step of loading the
本実施の形態に係る成膜方法では、まず、ボート4にウェーハ8を搭載する工程(ステップS1)を行う。ボート4には、ウェーハ8を固定する固定具が形成されている。ボート4に形成された固定具は、例えば爪状である。ステップS1では、ボート4に形成された固定具を用いてウェーハ8をボート4に固定する。ステップS1においてボート4に搭載されるウェーハ8の個数は、特に限定されない。
In the film forming method according to the present embodiment, first, the step of mounting the
ステップS1は、ボート4の上部が内管2bの内側に入り込んでいない状態で行われる。したがって、ステップS1を行う前には、通常、ボート4を反応炉2から取り出す工程を行う。ボート4を反応炉2から取り出す工程では、ボート4が備える上下動機構を用いてボート4を降下させ、ボート4の上部が内管2bの外側に露出させる。
Step S1 is performed in a state where the upper portion of the
ボート4にウェーハ8を搭載する工程(ステップS1)を行った後に、ボート4を反応炉2にロードする工程(ステップS2)を行う。ステップS2では、ボート4の上部が内管2bの内側に入り込むように、ボート4が備える上下動機構を用いてボート4を上昇させる。ステップS2を行うことによって、ボート4に搭載されたウェーハ8を反応炉2内の所定位置に配置することができる。
After performing the step of mounting the
次に、反応炉2内の温度が安定するまで待機する工程(ステップS3)を行う。反応炉2内の温度は、ヒーター3を用いて調節されている。ステップS2を行うと、図3に示すように、一時的に反応炉2内の温度が低下する。そこで、ステップS3を行い、反応炉2内の温度を安定するまで上昇させる。ステップS3を行っている際には、反応炉2内に配置されているウェーハ8は、反応炉2内の温度変化の影響を受けて、熱膨張する。
Next, a step of waiting until the temperature inside the
次に、反応炉2を真空引きする工程(ステップS4)を行う。ステップS4では、排気管6に接続された真空ポンプ等を用いて、反応炉2を真空引きする。ステップS4を行うと、図3に示すように、反応炉2内の圧力が低下する。ステップS4を行う際には、図3に示すように、反応炉2内の温度が安定している。
Next, a step of evacuating the reaction furnace 2 (step S4) is performed. In step S4, the
図3に示す点線は、ステップS3を行わずにステップS4を行う場合における、反応炉2内の圧力を示す。ステップS3を行わない場合、図3に示すように、反応炉2内の圧力がステップS3を行う場合に比較して低い状態で、反応炉2内の温度が上昇する。反応炉2内の圧力が低いと、ウェーハ8とボート4との摩擦力が小さいため、ウェーハ8が動きやすい。そのため、ウェーハ8が熱膨張する際に、ウェーハ8とボート4とが擦れ合いやすい。つまり、ステップS3を行った後にステップS4を行うと、ステップS3を行わずにステップS4を行う場合に比較して、ウェーハ8とボート4とが擦れ合うことを抑制し、パーティクルの発生量を抑制することができる。
The dotted line shown in FIG. 3 shows the pressure in the
次に、反応炉2内の圧力が安定するまで待機する工程(ステップS5)を行う。反応炉2を真空引きした直後は反応炉2内の圧力が安定していないため、ステップS5を行い、反応炉2内の圧力を安定させる。なお、ステップS3において反応炉2内の温度を安定させているため、ステップS4において反応炉2を真空引きした後に、反応炉2内の温度が安定するまで待機する必要はない。
Next, a step of waiting until the pressure in the
次に、ウェーハ8の表面に薄膜を形成する工程(ステップS6)を行う。ステップS6を行う際には、ガス供給管5を介して原料ガスを反応炉2内に導入する。反応炉2内に配置されたウェーハ8の表面には、原料ガスとの化学反応によって薄膜が形成される。以上のステップS1〜ステップS6によって、真空引き時に発生するペーティクルを抑制しつつウェーハ8の表面に薄膜を形成することができる。
Next, a step of forming a thin film on the surface of the wafer 8 (step S6) is performed. When performing step S6, the raw material gas is introduced into the
以下、本発明について実施例を示して具体的に説明する。これらの記載により本発明を制限するものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. These descriptions do not limit the present invention.
[実施例1]
実施例1では、ウェーハ8を搭載したボート4をロードした後に、反応炉2内の温度が安定してから真空引きを行った。真空引き時に発生したパーティクルをロットごとにカウントした結果を図4に示す。
[Example 1]
In Example 1, after loading the
[比較例1]
比較例1では、ウェーハ8を搭載したボート4をロードした後に、反応炉2内の温度が安定する前に真空引きを開始した。真空引き時に発生したパーティクルをカウントした結果を図4に示す。
[Comparative Example 1]
In Comparative Example 1, after the
図4に示した結果を下記の表1にまとめた。
表1に示すように、実施例1では、パーティクルの発生数の平均値が7、標準偏差が4.1であった。また、比較例1では、パーティクルの発生数の平均値が22、標準偏差が20であった。つまり、実施例1は、比較例1に比較して、真空引き時におけるパーティクルの発生量が抑制されていた。このことから、本実施の形態に係る成膜方法は、真空引き時におけるパーティクルの発生量を抑制可能であることが確認された。 As shown in Table 1, in Example 1, the average number of particles generated was 7 and the standard deviation was 4.1. In Comparative Example 1, the average number of particles generated was 22 and the standard deviation was 20. That is, in Example 1, as compared with Comparative Example 1, the amount of particles generated during evacuation was suppressed. From this, it was confirmed that the film forming method according to the present embodiment can suppress the amount of particles generated during evacuation.
以上で説明した本実施の形態に係る発明により、パーティクルの発生を抑制可能な成膜方法を提供することができる。 The invention according to the present embodiment described above can provide a film forming method capable of suppressing the generation of particles.
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。 The present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and can be modified as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
1 減圧CVD装置
2 反応炉
2a 外管
2b 内管
3 ヒーター
4 ボート
5 ガス供給管
6 排気管
8 ウェーハ
1 low
Claims (1)
前記ウェーハを搭載した前記ボートを前記反応炉にロードする工程と、
前記ボートがロードされた前記反応炉内の温度が安定するまで待機する工程と、
温度が安定した前記反応炉を真空引きする工程と、を備える、
成膜方法。 A method for forming a thin film on a surface of a wafer mounted on a boat of the low pressure CVD apparatus in a reaction furnace of the low pressure CVD apparatus, comprising:
Loading the boat loaded with the wafer into the reactor;
Waiting for the temperature in the reactor loaded with the boat to stabilize,
Evacuating the reaction furnace having a stable temperature,
Deposition method.
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